申请/专利权人：河南科技大学

申请日：2024-03-13

公开（公告）日：2024-05-28

公开（公告）号：CN118100704A

主分类号：H02P6/34

分类号：H02P6/34;H02P21/00;H02P21/18;H02P25/16

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.06.14#实质审查的生效;2024.05.28#公开

摘要：一种基于半绕组的中点双侧注入式BL‑PMSM转矩系统建模方法，包括基于半绕组构建三相电压表达式、构建同步坐标系中相应电流分量的表达式和构建电磁转矩表达式，具体构建方法为：步骤1、构建BL‑PMSM结构及其双三相逆变器连接；步骤2、构建中点悬浮电流双侧注入方式；步骤3、定义各个半相绕组的电流参考正方向；步骤4、构建三相电压表达式；步骤5、构建同步坐标系中相应电流分量的表达式，步骤6、构建电磁转矩表达式，本方法为研究、设计、分析BL‑PMSM提供模型基础。

主权项：1.一种基于半绕组的中点双侧注入式BL-PMSM转矩系统建模方法，其特征在于：包括基于半绕组构建三相电压表达式、构建同步坐标系中相应电流分量的表达式和构建电磁转矩表达式，具体构建方法为：步骤1、构建BL-PMSM结构及其双三相逆变器连接BL-PMSM的每相绕组以中点为界分为串联的两个半绕组；通过两个三相逆变器分别连接到三相绕组出线端和各相绕组中点，三相绕组按Y型连接，设定三相的上半绕组构成上三相半绕组，三相的下半绕组构成下三相半绕组；步骤2、构建基于半绕组的中点悬浮电流双侧注入方式对上三相半绕组和下三相半绕组的各个半绕组分别通入三相对称转矩电流，分别叠加注入三相对称悬浮电流，且对V相绕组、W相绕组进行悬浮电流交换注入；经两个三相逆变器配合控制，悬浮电流从绕组中点注入后平分为二，一半悬浮电流经下半相绕组至中性点N，另一半悬浮电流经上半相绕组至出线端，从而完成中点悬浮电流的双侧注入；步骤3、定义各个半相绕组的电流参考正方向上三相半绕组通入的转矩电流和悬浮电流的参考正方向相反，转矩电流的参考正方向是从各相绕组出线端流入后经上半绕组进入各相绕组的中点；下三相半绕组通入的转矩电流和悬浮电流的参考正方向相同，转矩电流、悬浮电流的参考正方向都是从各相绕组的中点流经下半绕组后进入三相绕组的中性点；步骤4、构建基于半绕组的三相电压表达式建立中点悬浮电流双侧注入式BL-PMSM的电流方程、磁链方程和电压方程，根据中点悬浮电流双侧注入式BL-PMSM的电压方程和磁链方程得到各相的上半绕组电压表达式和下半绕组电压表达式，将各相的上半绕组电压表达式和下半绕组电压表达式相加，可获得U相、V相、W相的电压表达式： 其中：Uu1+u2表示U相电压，Uv1+v2表示V相电压，Uw1+w2表示W相电压，R为各线圈的电阻矩阵，iTu、iTv、iTw表示为U相、V相、W相的转矩电流，L1为各个半绕组的自感，M1为相邻两个半绕组的互感，M2为空间位置相差180°的两个半绕组互感，M3为空间位置相差120°的两个半绕组互感，PT为转矩系统极对数，ωr为转子机械角速度，ψf为永磁磁场在各个半绕组上耦合磁链的幅值，α是永磁转子在电空间的位置角；步骤5、构建同步坐标系中相应电流分量的表达式利用矢量坐标变换矩阵，将中点悬浮电流双侧注入式BL-PMSM的电流方程、磁链方程进行坐标变换，得出上三相绕组和下三相绕组在同步坐标系中的相应电流分量的表达式为 其中：id1和iq1是“上三相半绕组”的d、q轴电流分量；id2和iq2为“下三相半绕组”的d、q轴电流分量；同时，得到上三相绕组和下三相绕组在同步坐标系中的磁链表达式；步骤6、根据中点悬浮电流双侧注入式BL-PMSM的电流方程和同步坐标系中的磁链表达式，得到定子绕组磁场储能，将定子绕组磁场储能与转子上的磁场能量相加，得到电机磁场储能表达式，根据机电能量转换原理，电磁转矩等于电机磁场储能对转子机械位置角度θm的偏导数，再代入同步坐标系中的相应电流分量的表达式，构建电磁转矩表达式为 其中，IT为转矩电流的幅值。

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